Сім металів прийнято називати доісторичними

Сім металів прийнято називати доісторичними. Золото, срібло, мідь, залізо, олово, свинець і ртуть були відомі людям з найдавніших часів. Роль міді в становленні людської культури особлива. Кам'яний вік змінився мідним, мідний - бронзовим. Не скрізь цей процес відбувався одночасно. Корінне населення Америки переходило від кам'яного віку до мідного в XVI в. н.е. всього 400 років тому! А в стародавньому Єгипті мідний вік настав у IV тисячолітті до н.е. 2 млн 300 тис. Кам'яних брил, з яких приблизно 5000 років тому була складена 147-метрова піраміда Хеопса, здобуті і обтесані мідним інструментом.

Подібно золоту і сріблу, мідь іноді утворює самородки. Мабуть, з них близько 10 тис. Років тому були виготовлені перші металеві знаряддя праці. Поширенню міді сприяли такі її властивості, як здатність до холодної куванні і відносна простота виплавки з багатих руд.

Мідний вік тривав близько тисячі років - вдвічі менше, ніж бронзовий. Характерно, що в Греції культура міді зародилася пізніше, ніж в Єгипті, а бронзовий вік настав раніше. Руда, з якої виплавляли мідь єгиптяни, не містила олова. Грекам в цьому відношенні пощастило більше. Вони добували «олов'яний камінь» іноді там же, де і мідну руду. Відкриття бронзи відбулося, мабуть, випадково, проте великі твердість і щільність, а також відносна легкоплавкость (добавка 15% Sn знижує температуру плавлення міді з 1083 до 960 ° C) дозволили бронзі швидко витіснити мідь з багатьох виробничих сфер.

Мистецтво виплавки і обробки міді і бронзи від греків успадкували римляни. Вони отримували мідь з підкорених країн, в першу чергу з Галлії та Іспанії, продовжували розпочату греками видобуток мідної руди на Криті і Кіпрі. До речі, з назвою останнього острова пов'язують латинське ім'я міді - «купрум». А олов'яний камінь римляни вивозили з Кассітерідскіх островів (так тоді називали острова Британії); основний мінерал олова і зараз називається каситеритом. У II .I ст. до н.е. зброя римлян робилося вже в основному із заліза, але в виробництві предметів домашнього ужитку все ще переважали бронза і мідь.

Бронза та мідь зіграли видатну роль не тільки в становленні матеріальної культури більшості народів, а й в образотворчому мистецтві. На цій посаді вони пройшли через століття. І в наші дні відливають бронзові скульптури, роблять барельєфи і гравюри на міді. Детально про це розповідати, ймовірно, не варто. Твори образотворчого мистецтва краще дивитися, ніж міркувати про них.

Все-таки в обіг увійшло раніше мідь, ніж залізо, Так як була вона м'якша, притому Ізобільне набагато.

Лукрецій Кар. Про природу речей

Це, природно, ускладнило технологію виробництва цього металу. Отримання міді - багатоступінчастий процес.

В першу чергу руду дроблять, а потім піддають флотації. У флотаційних машинах подрібнена руда змішується з водою, в яку заздалегідь введені спеціальні добавки - флотоагенти. Сюди ж подається повітря. Утворюється піниться пульпа. Зерна мінералів, що містять метали та погано змочуються водою, прилипають до бульбашок повітря і спливають на поверхню, а пуста порода осідає на дно. Вмілим підбором реагентів можна ще при флотації частково відокремити власне модну руду від соедівестій інших металів. Так, добавка ціанідів та цинкового купоросу зменшує флотируемого (від англійського float - «плавати») сірчистого цинку - частого супутника міді в сульфідних рудах. Добавка вапна дозволяє «втопити» частина железосодержащего піриту. Сульфіди заліза присутні в більшості мідних руд.

Перша в СРСР збагачувальна фабрика для флотації мідної руди була побудована в 1929 р в Казахстані.

В результаті флотаційного збагачення виходить концентрат, який надходить в мідеплавильні печі.

Найбільш поширені зараз відбивні печі. Це великі горизонтальні агрегати, що займають велику площу. Шихту завантажують в піч, на укоси, що йдуть уздовж її бічних стін. Газоподібне, рідке або пиловидне паливо подається не в шихту, а в простір над нею, і тепло, що утворюється при згорянні, як би відбивається від стін печі; температура в відбивної печі близько 1200 ° C.

При плавці тут утворюється не мідь, а так званий штейн, що складається в основному з трьох елементів - міді, заліза і сірки.

Природно, утворюється і шлак. Розплави штейну і шлаку не змішуються, більш легкий шлак плаває на поверхні Штейна.

Але, незважаючи на всі хитрощі, кількість міді в штейн рідко перевищує 30%. Тому наступна стадія виробництва - перетворення Штейна в чорнову мідь. Цей процес відбувається в конвертерах, на зразок бессемерівських, схожих, правда, не на грушу, а на бочонок, покладений на бік. Оскільки кількість домішок, які треба випалити в конвертері, дуже велике, процес йде довго; шлак, що утворюється при цьому, доводиться неодноразово зливати.

Підігрівати конвертер не потрібно: штейн в нього заливається в розплавленому стані, а реакції окислення заліза і сірки супроводжуються виділенням великої кількості тепла. Тому в конвертер подаються лише повітря і - через горловину - подрібнений кварц.

Спочатку випалюється залізо. Як метал менш благородний, воно окислюється киснем повітря раніше, ніж мідь. Його оксиди реагують з кварцом, і утворюється шлак - силікати заліза.

Потім починається окислення пов'язаної з міддю сірки. Температура в конвертері весь час знаходиться приблизно на одному рівні - близько 1200 ° C. Продувку конвертера повітрям припиняють, коли в ньому залишається так звана чорнова мідь, що містить 98 .99% основного метал ла; решта припадає головним ооразом на залізо, сірку, нікель, миш'як, сурму, срібло і золото.

Миш'як, сурма, сірка та залізо - домішки шкідливі. Вони негативно впливають на найважливіше властивість міді - електропровідність. Їх необхідно видалити. А золото, срібло і дефіцитний нікель занадто цінні самі по собі. Тому чорнову мідь піддають рафінування - вогневому і електролітичному. Перша вУкаіни електролітична мідь була отримана в кінці 80-х років минулого століття.

У ванну з електролітом поміщається катод - тонкий лист з чистої міді. Анодом служить товста лита плита з чорнової міді. Анод розчиняється в електроліті, і іони міді розряджаються на катоді. У електроліті міститься сірчана кислота, яка переводить в розчин такі домішки, як нікель, залізо, цинк. Але так як в ряді напруг вони розташовані значно лівіше міді, на катоді вони не осідають - залишаються в розчині. А золото, срібло і телур в розчин не переходять і при руйнуванні анода осідають на дно ванни у вигляді шламу.